第三章 基因的本质

染色体由DNA和蛋白质构成，那么 DNA和蛋白质谁是遗传物质呢？一、对遗传物质的早期推测

在20世纪20年代，由于人们已经认识到蛋白质是由 多种氨基酸连接而成的生物大分子。而氨基酸多种多样 的排列顺序，可能蕴涵遗传信息。因此，大多数科学家 认为，蛋白质是生物体的遗传物质。到了20世纪30年代， 人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大 分子，人们看到了DNA 的重要性。但是……

2.作为遗传物质应该具备哪些特点？ (1)在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己， 使得前后代具有一定的连续性； (2)能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈 代谢的过程； (3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力； (4)结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而 且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。 3.科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？ (1)1928年格里菲思的肺炎双球菌实验 (2)1940年艾弗里用纯化因子研究肺炎双球菌的转化的 实验 (3)1952年赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实 验

二.肺炎双球菌的转化实验1、实验目的： 探索生物的遗传物质是什么 。

2、实验材料：

S 型和R型肺炎双球菌、小鼠

。

比较肺炎双球菌：种类 S 型细胞 R型细胞

比较项目 菌体(有无荚膜) 菌落(光滑或粗糙) 有无毒性 能否使小鼠患败血症和死亡

有 光滑 有 能

无 粗糙 无 不能

(一)格里菲思实验(体内转化实验)实验 步骤 ① 实验 过程 R型 实验 现象 活菌 实验 结论 已被 加热杀死 的S型细菌 中含有促 使 R 型 活菌转化 成 S 型 活菌的某 种“转化 因子”。

注射

② ③④

注射

S 型 活菌

注射 加热杀死的 S型细菌 注射 加热杀死的S 型细菌+ R型 活菌

休内有R、S型活菌

(二)艾弗里实验(体内转化实验)多 糖分 别 与 R 型 活 细 菌 混 合 培 养

R型菌 R型菌 R型菌 R型菌 R型菌 S型菌

S型活菌

脂类 蛋白质 RNA DNA DNA酶

么本 ？实 遵验 循的 了关 什键 么步 原骤 则是 ？什

DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA 才是遗传物质，蛋白质等其它有机物不是遗传物质。

R型菌转化为S型菌的实质：

基因重组

例3、(08江苏)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验， 进行了以下4个实验： ①S型菌的DNA + DNA酶 → 加入R型菌 → 注射入小鼠 ②R型菌的DNA + DNA酶 → 加入S型菌 → 注射入小鼠 ③R型菌 + DNA酶 → 高温加热后冷却 → 加入S型菌 的DNA → 注射入小鼠 ④S型菌 + DNA酶 → 高温加热后冷却 → 加入R型菌 DNA → 注射入小鼠 以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 A.存活，存活，存活，死亡 B.存

活，死亡，存活，死亡 C.死亡，死亡，存活，存活 D.存活，死亡，存活，存活

D

(三) 噬菌体侵染细菌的实验 (1) T2噬菌体的结构模式图1T2噬菌体 (1)T2噬菌体的结构

T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒(无细胞结 构),头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成，头部内含有DNA。

(含P)

(含S )

(2)研究方法：

同位素标记法蛋白质的组成元素： C、H、O、N、S (标记35S )32P) (标记 C 、 H 、 O 、 N 、 P DNA的组成元素：

①标记噬菌体方法： 在分别含有放射性同位素32P 和35S 的培养基中培养细菌 分别用上述细菌培养T2噬菌体，制 备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体

噬菌体侵染细菌的过程：吸附 侵入别的细菌

释放

它侵染大肠杆菌后，如何合成自身组成成分 (DNA和蛋白质)?谁提供原料场地？

注入 核酸

合成核酸 和蛋白质

装配

噬菌体侵染细菌实验

模板：噬菌体DNA合成DNA的原料：大肠杆菌提供的 (2)T2噬菌体增 殖(复制式繁殖) 四种脱氧核苷酸 原料：大肠杆菌的氨基酸 合成蛋白质 场所：大肠杆菌核糖体

(2)噬菌体侵染细菌的实验离心被35S标记 的噬菌体 搅拌使与 细菌分离

上清液的放射 性很高

在新的噬菌体 中没有35S

上清液的放射 性很低 搅拌使与 细菌分离

离心

被32P标记 的噬菌体

沉淀物的放 射性很高

步骤：标记、侵染、搅拌、离心、 检测和记录结果

在新的噬菌体 中有32P

阅读教材P44-P45的内容 问题1.科学家为什么把噬菌体作为研究DNA是遗传物 质的材料? (T2噬菌体只有DNA和蛋白质两种化学物质组成) 问题2.科学家是采用什么方法进行研究的? (放射性同位素标记法) 问题3.用35S, 32P分别标记什么？为什么这么标记？用35S标记蛋白质， 32P标记DNA。 由于仅蛋白质分子中含有S,而P几乎都存在于DNA中

问题4.搅拌，离心的目的分别是什么？上清液中的是 什么，沉淀物中的是什么？ (搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离， 离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体， 而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。)

这个实验说明亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋 白质，即子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传 给后代的。因此，DNA才是真正的遗传物质。